HMI چیست و چرا در اتوماسیون صنعتی ضروری است؟

در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، اپراتور و تجهیزات کنترلی باید بتوانند به‌صورت ساده، سریع و دقیق با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. HMI یا اچ ام آی یکی از تجهیزات مهمی است که این ارتباط را فراهم می‌کند.

با استفاده از اچ ام آی، اپراتور می‌تواند اطلاعات مختلف ماشین‌آلات و فرآیند صنعتی را مشاهده کرده، وضعیت تجهیزات را کنترل کند، پارامترها را تغییر دهد و در صورت بروز خطا، پیام‌های مربوطه را بررسی کند.

در این مقاله بررسی می‌کنیم که HMI چیست، چگونه کار می‌کند، چه تفاوتی با PLC دارد و چرا استفاده از آن در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی اهمیت زیادی دارد.

HMI چیست؟

HMI یا اچ ام آی یک رابط گرافیکی بین انسان و ماشین است که معمولاً به شکل یک نمایشگر لمسی در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی استفاده می‌شود.

در یک سیستم صنعتی، PLC وظیفه پردازش اطلاعات و اجرای برنامه کنترلی را بر عهده دارد. اما اپراتور برای مشاهده وضعیت سیستم یا ارسال فرمان به تجهیزات، نیاز به یک محیط ساده و قابل فهم دارد. این وظیفه توسط HMI انجام می‌شود.

برای مثال، اپراتور می‌تواند از طریق صفحه HMI موارد زیر را مشاهده یا کنترل کند:

• روشن و خاموش کردن دستگاه
• استارت و استپ موتور
• مشاهده سرعت موتور
• نمایش دما و فشار
• مشاهده وضعیت سنسورها
• تغییر مقادیر و پارامترها
• نمایش آلارم و خطا
• مشاهده وضعیت ورودی‌ها و خروجی‌ها
• نمایش نمودار و اطلاعات فرآیند

HMI چگونه کار می‌کند؟

اچ ام آی به تجهیزات کنترلی سیستم متصل می‌شود و اطلاعات مورد نیاز را از آن‌ها دریافت می‌کند. سپس این اطلاعات را به‌صورت گرافیکی در اختیار اپراتور قرار می‌دهد.

همچنین اپراتور می‌تواند از طریق لمس دکمه‌ها یا وارد کردن مقادیر روی HMI، فرمان‌هایی را به PLC یا سایر تجهیزات ارسال کند.

به‌عنوان مثال، PLC می‌تواند سرعت یک موتور را کنترل کند و HMI مقدار سرعت فعلی موتور را به اپراتور نمایش دهد. اپراتور نیز می‌تواند از طریق HMI مقدار سرعت مورد نظر را وارد کرده و PLC بر اساس برنامه تعریف‌شده، موتور را کنترل کند.

چرا HMI در اتوماسیون صنعتی ضروری است؟

استفاده از اچ ام آی باعث می‌شود کنترل و نظارت بر ماشین‌آلات بسیار ساده‌تر شود. بدون استفاده از HMI، اپراتور برای مشاهده اطلاعات یا تغییر تنظیمات ممکن است نیاز به استفاده از تجهیزات مختلف یا اتصال مستقیم به PLC داشته باشد.

HMI اطلاعات پیچیده سیستم را به یک محیط گرافیکی و قابل فهم تبدیل می‌کند و باعث افزایش سرعت عملکرد اپراتور می‌شود.

مهم‌ترین کاربردهای HMI

اچ ام آی در صنایع مختلف استفاده می‌شود و تقریباً در هر سیستم اتوماسیون که نیاز به کنترل و نظارت توسط اپراتور وجود داشته باشد، می‌توان از آن استفاده کرد.

• تابلوهای برق صنعتی
• ماشین‌آلات تولید
• خطوط بسته‌بندی
• سیستم‌های نوار نقاله
• سیستم‌های پمپاژ
• کنترل فن و تهویه صنعتی
• دستگاه‌های CNC
• صنایع غذایی
• صنایع پتروشیمی
• سیستم‌های تصفیه آب
• ماشین‌آلات نساجی
• سیستم‌های کنترل حرکت و موشن کنترل

تفاوت HMI و PLC چیست؟

یکی از سوالات رایج این است که تفاوت بین PLC و HMI چیست. این دو تجهیز معمولاً در کنار یکدیگر استفاده می‌شوند، اما وظایف متفاوتی دارند.

HMI چه اطلاعاتی را نمایش می‌دهد؟

اطلاعات قابل نمایش روی HMI به نوع پروژه و برنامه‌نویسی سیستم بستگی دارد. طراح سیستم می‌تواند صفحات مختلفی برای بخش‌های مختلف ماشین ایجاد کند.

برخی از اطلاعاتی که معمولاً روی اچ ام آی نمایش داده می‌شوند عبارت‌اند از:

• وضعیت روشن یا خاموش بودن تجهیزات
• سرعت موتور و اینورتر
• فرکانس خروجی اینورتر
• مقادیر دما
• فشار سیستم
• میزان سطح مخزن
• وضعیت ورودی و خروجی PLC
• آلارم‌ها و خطاهای سیستم
• شمارنده تولید
• زمان کارکرد دستگاه
• پارامترهای تنظیمی

امکانات مهم یک HMI صنعتی

بسته به مدل و سری HMI، امکانات مختلفی در اختیار کاربر قرار می‌گیرد. هنگام انتخاب اچ ام آی باید علاوه بر اندازه صفحه نمایش، امکانات ارتباطی و نیاز پروژه نیز بررسی شود.

صفحه نمایش لمسی

اکثر HMIهای صنعتی جدید دارای صفحه نمایش لمسی هستند. این قابلیت باعث می‌شود اپراتور بتواند به‌راحتی صفحات مختلف را مشاهده کرده و فرمان‌های مورد نیاز را وارد کند.

پورت‌های ارتباطی

HMI برای ارتباط با PLC و سایر تجهیزات نیاز به پورت‌های ارتباطی دارد. بسته به مدل، ممکن است از ارتباط سریال یا شبکه صنعتی پشتیبانی کند.

از جمله رابط‌های ارتباطی رایج می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• RS485
• RS232
• Ethernet

نمایش آلارم و خطا

یکی از کاربردهای مهم HMI، نمایش آلارم‌های سیستم است. در صورت بروز خطا، می‌توان پیام مناسب را روی صفحه نمایش داد تا اپراتور سریع‌تر علت مشکل را شناسایی کند.

نمایش نمودار و اطلاعات فرآیند

در بسیاری از پروژه‌ها می‌توان مقادیری مانند دما، فشار، سرعت یا سایر اطلاعات فرآیند را به‌صورت نمودار نمایش داد.

HMI اترنت دار چیست؟

اچ ام آی اترنت دار به HMIهایی گفته می‌شود که دارای پورت شبکه Ethernet هستند و می‌توانند از طریق شبکه با PLC یا سایر تجهیزات ارتباط برقرار کنند.

استفاده از ارتباط Ethernet در پروژه‌های صنعتی می‌تواند امکانات بیشتری برای شبکه‌سازی تجهیزات فراهم کند و در پروژه‌هایی که چندین تجهیز نیاز به ارتباط دارند، انتخاب مناسبی باشد.

تفاوت HMI معمولی و HMI اترنت دار

HMI اینوت چیست؟

اچ ام آی اینوت یکی از تجهیزات مورد استفاده در پروژه‌های اتوماسیون صنعتی است که می‌تواند برای ایجاد رابط کاربری و ارتباط بین اپراتور و تجهیزات کنترلی مورد استفاده قرار گیرد.

بسته به مدل HMI، امکاناتی مانند صفحه نمایش لمسی، پورت‌های ارتباطی سریال و Ethernet، ارتباط با PLC و اینورتر و طراحی صفحات گرافیکی در اختیار کاربر قرار می‌گیرد.

HMI اینوت می‌تواند در پروژه‌هایی که از تجهیزات مختلف اتوماسیون استفاده می‌شود، برای نمایش اطلاعات و کنترل سیستم مورد استفاده قرار گیرد.

کاربرد HMI اینوت در کنار PLC و اینورتر

یکی از کاربردهای رایج، استفاده هم‌زمان از PLC، HMI و اینورتر در یک سیستم اتوماسیون است.

در این ساختار، PLC وظیفه اجرای منطق کنترلی را دارد، اینورتر سرعت و عملکرد موتور را کنترل می‌کند و HMI اطلاعات سیستم را در اختیار اپراتور قرار می‌دهد.

برای مثال، اپراتور می‌تواند از طریق HMI فرکانس مورد نظر را وارد کند، PLC مقدار مورد نظر را پردازش کرده و فرمان مناسب را به اینورتر ارسال کند.

در انتخاب HMI به چه نکاتی توجه کنیم؟

برای خرید اچ ام آی فقط نباید به اندازه صفحه نمایش توجه کرد. مدل مناسب باید بر اساس نیاز واقعی پروژه انتخاب شود.

1. اندازه صفحه نمایش

اندازه HMI باید با تعداد اطلاعات و صفحات مورد نیاز پروژه متناسب باشد. برای پروژه‌های ساده ممکن است صفحه نمایش کوچک کافی باشد، اما برای ماشین‌آلات پیچیده، نمایشگر بزرگ‌تر می‌تواند مناسب‌تر باشد.

2. نوع ارتباط

باید مشخص شود PLC یا سایر تجهیزات از چه پروتکل و پورتی برای ارتباط استفاده می‌کنند.

3. نیاز به Ethernet

اگر پروژه نیاز به ارتباط شبکه‌ای دارد، باید از اچ ام آی اترنت دار استفاده شود.

4. تعداد تجهیزات

در پروژه‌هایی که چند PLC، اینورتر یا کنترلر وجود دارد، قابلیت ارتباط HMI با تجهیزات مختلف اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

5. شرایط محیطی

شرایط محل نصب، دما، گردوغبار، رطوبت و نوع تابلو باید هنگام انتخاب HMI بررسی شود.

مزایای استفاده از HMI در اتوماسیون صنعتی

• ساده‌تر شدن ارتباط اپراتور با ماشین
• نمایش گرافیکی اطلاعات سیستم
• افزایش سرعت کنترل و نظارت
• مشاهده سریع خطاها و آلارم‌ها
• امکان تغییر پارامترها
• کاهش نیاز به کلیدها و نمایشگرهای متعدد
• طراحی صفحات اختصاصی برای هر پروژه
• نمایش وضعیت تجهیزات به‌صورت لحظه‌ای
• امکان استفاده در سیستم‌های مبتنی بر شبکه

خرید HMI مناسب برای پروژه

قبل از خرید اچ ام آی بهتر است ابتدا مشخصات پروژه بررسی شود. اطلاعاتی مانند مدل PLC، تعداد تجهیزات، نوع ارتباط، اندازه مورد نیاز صفحه نمایش و نیاز به Ethernet در انتخاب مدل مناسب اهمیت دارند.

برای مثال، اگر PLC دارای پورت Ethernet باشد و پروژه نیاز به ارتباط شبکه‌ای داشته باشد، انتخاب یک HMI اترنت دار می‌تواند گزینه مناسب‌تری باشد.

لیست قیمت HMI اینوت

قیمت HMI به مدل، اندازه صفحه نمایش، نوع پورت‌های ارتباطی و امکانات دستگاه بستگی دارد. به همین دلیل، قبل از بررسی لیست قیمت اچ ام آی اینوت بهتر است مدل مورد نیاز پروژه مشخص شود.

انتخاب صحیح مدل علاوه بر جلوگیری از هزینه اضافی، باعث می‌شود HMI بتواند نیازهای فعلی و ارتباطی پروژه را به‌درستی پوشش دهد.

نمایندگی HMI اینوت و مشاوره انتخاب مدل

در انتخاب و راه‌اندازی HMI، سازگاری آن با PLC و سایر تجهیزات پروژه اهمیت زیادی دارد. بررسی پورت‌های ارتباطی، پروتکل مورد استفاده و نیازهای نرم‌افزاری باید قبل از انتخاب انجام شود.

راسـا کنترل در زمینه تجهیزات اتوماسیون صنعتی و محصولات INVT فعالیت می‌کند و می‌تواند در انتخاب مدل مناسب HMI، PLC و تجهیزات مرتبط با پروژه‌های اتوماسیون صنعتی مشاوره فنی ارائه دهد.

سوالات متداول

HMI چیست؟

HMI مخفف Human Machine Interface است و به‌عنوان رابط بین انسان و ماشین، برای مشاهده اطلاعات و کنترل تجهیزات صنعتی استفاده می‌شود.

تفاوت PLC و HMI چیست؟

PLC وظیفه اجرای برنامه و کنترل فرآیند را بر عهده دارد، در حالی که HMI اطلاعات سیستم را به اپراتور نمایش داده و امکان ارسال فرمان و تغییر تنظیمات را فراهم می‌کند.

آیا HMI بدون PLC قابل استفاده است؟

بسته به نوع پروژه، HMI می‌تواند با تجهیزات مختلفی مانند PLC، اینورتر و کنترلرها ارتباط برقرار کند. کاربرد آن فقط به ارتباط با PLC محدود نیست.

HMI اترنت دار چیست؟

HMI اترنت دار دارای پورت Ethernet است و می‌تواند برای ارتباط شبکه‌ای با PLC و سایر تجهیزات سازگار مورد استفاده قرار گیرد.

آیا HMI اینوت برای پروژه‌های صنعتی مناسب است؟

با توجه به مدل و نیاز پروژه، HMIهای اینوت می‌توانند برای نمایش اطلاعات، کنترل تجهیزات و ارتباط با سیستم‌های اتوماسیون صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.

جمع‌بندی

HMI یکی از تجهیزات مهم در اتوماسیون صنعتی است که ارتباط بین اپراتور و سیستم کنترلی را ساده‌تر می‌کند.

این تجهیز می‌تواند اطلاعات PLC، اینورتر، سنسورها و سایر تجهیزات را به‌صورت گرافیکی نمایش دهد و امکان کنترل، تغییر پارامترها و مشاهده وضعیت سیستم را در اختیار اپراتور قرار دهد.

در انتخاب HMI باید مواردی مانند اندازه صفحه نمایش، نوع پورت ارتباطی، نیاز به Ethernet، تعداد تجهیزات و ساختار کلی پروژه بررسی شود. انتخاب یک اچ ام آی اینوت مناسب می‌تواند کنترل و مانیتورینگ سیستم‌های صنعتی را ساده‌تر و حرفه‌ای‌تر کند.